A MULTI PROXY ASSESSMENT OF LONG-TERM ANTHROPOGENIC IMPACTS IN PATOS LAGOON, SOUTHERN BRAZIL

Abstract

Sediments preserve environmental information at the time of deposition which is a useful tool to evaluate the extent of the environmental change from its pristine condition. We evaluated historic environmental trends in the sedimentary record by analysing three sediment cores collected within the freshwater region of Patos Lagoon (southern Brazil). As, Ba, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn were analysed by inductively coupled plasma optical emission spectrometry. C/N ratios and δ13C values were also determined. Contamination indices such as Enrichment Factor, Geoaccumulation Index, Sediment Pollution Index and Pollution Load Index were calculated to evaluate the influence of anthropic activities. Multiple-elemental indices showed a general overview of the environmental conditions of the lagoon throughout time. Furthermore, single-element indices explained which elements triggered the observed changes in the environmental trends. Near Camaquã River mouth, we inferred fairly undisturbed conditions and did not seem to be affected by the mining activities upstream Camaquã River. The influence of these activities was observed upstream the lagoon, between Camaquã and Guaíba rivers, probably as a consequence of the hydrodynamics of the lagoon. Especially, As, Ba and Pb showed moderately polluted levels after 2009 AD. In Guaíba site, a progressive deterioration of the lagoon quality was observed after 1980 reaching the worst environmental degradation by 2000 AD. However, Enrichment Factor values only showed moderate pollution levels suggesting a considerable dilution process within the system given its large size. Similar δ13C signature was observed in the whole lagoon prior to the anthropogenic influence. However, such a condition changed differentially after the anthropogenic fingerprint. Recent sediments reflected a shift in the plant cover, and particularly in Guaíba, the influence of urban and industrial activities of Porto Alegre City were reflected in the sedimentary record. Overall, metals together with organic matter composition proxies allowed us to determine the anthropic-related changes in Patos Lagoon. APLICAÇÃO DE MULTI-INDICADORES NA ANÁLISE TEMPORAL DE IMPACTOS ANTRÓPICOS NA LAGOA DOS PATOS, SUL DO BRASILResumoOs sedimentos preservam a informação ambiental no momento da deposição, sendo uma ferramenta útil para avaliar a extensão da mudança ambiental ao longo do tempo. avaliamos as tendências ambientais históricas no registro sedimentar, analisando três testemunhos de sedimentos coletados na região de água doce da Lagoa dos Patos (sul do Brasil). Amostras sedimentares coletadas ao longos dos testemunhos foram submetidas a análises geoquímicas, tendo sido determinadas as concentrações de Ba, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn, analisadas por espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado. A razão C/N e os valores de δ13C também foram determinados. Índices de contaminação como Fator de Enriquecimento, Índice de Geoacumulação, Índice de Poluição de Sedimentos e Índice de Carga Poluente foram calculados para avaliar a influência das atividades antrópicas. Os índices aplicados permitiram analisar o padrão evolutivo geral das condições ambientais da Lagoa dos Patos ao longo do tempo e mostraram quais os elementos que desencadearam as mudanças observadas nas tendências ambientais. Com base nos dados obtidos, foi possível inferir que próximo à foz do Rio Camaquã, o ambiente não está perturbado e parece não ter sido afetado pelas atividades de mineração realizadas a montante deste rio. A influência dessas atividades foi registrada numa zona mais externa da lagoa, entre os rios Camaquã e Guaíba, provavelmente em consequência da hidrodinâmica da lagoa. Nessa região foram encontrados sedimentos moderadamente poluídos sobretudo por As, Ba e Pb após 2009 AD. Na zona de Guaíba, observou-se uma deterioração progressiva da qualidade ambiental após 1980, tendo-se atingido a pior degradação ambiental em 2000 AD. No entanto, os valores do Fator de Enriquecimento evidenciaram apenas níveis moderados de poluição, sugerindo que o processo de diluição dentro do sistema é considerável, devido á grande extensão desta laguna. No período anterior à influência antropogênica, a assinatura isotópica de δ13C foi similar em toda a lagoa. No entanto, tal condição mudou diferencialmente após a intensificação das atividades antrópicas na área. Os sedimentos recentes mostraram a ocorrência de uma mudança na cobertura vegetal sobretudo em Guaíba. A influência das atividades urbanas e industriais da cidade de Porto Alegre refletiu-se no registro sedimentar. A análise das concentrações de metais em conjunto com os proxies que permitem identificar mudanças na composição da matéria orgânica permitiram identificar alterações causadas por ações antrópicas na Lagoa dos Patos.Palavras-chave: Metais Pesados. δC13. Impacto Antrópico. Aplicação de multi-proxies. Índices de poluição. Litoral.